TBM কাটারহেড প্রস্তুতকারকদের ব্যবহারিক প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে, কাটারহেডের জন্য একটি মৌলিক ডিজাইনের কার্যপ্রবাহ প্রতিষ্ঠিত হয়েছে। ভূতাত্ত্বিক টানেলিং অবস্থা, কাটারহেড স্ট্রাকচারাল প্যারামিটার, এবং অপারেশনাল টানেলিং প্যারামিটারগুলিকে একীভূত করার মাধ্যমে, কম্পিউটেশনাল মডেলগুলি মূল ডিজাইনের উপাদানগুলির জন্য তৈরি করা হয়েছিল-যেমন কাটার লেআউট, খোলার কনফিগারেশন এবং কাটারহেড বডি ডিজাইন-কাটারহেড এনভায়রনমেন্টের জন্য সুনির্দিষ্ট ডিজাইনের পদ্ধতির প্রস্তাবনা তৈরি করা হয়েছে। এই ডিজাইন ওয়ার্কফ্লোতে কাটারহেড বডি টাইপ, কাটার বিন্যাস, মাক চুট ডিজাইন এবং সাপোর্ট স্ট্রাকচার ডিজাইনের নির্বাচন অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।
ব্যবহারিক প্রকৌশল প্রয়োগে, কাটার নির্বাচন এবং প্রাথমিক পরিচালন পরামিতি (কাটার ব্যবধান, অনুপ্রবেশ গভীরতা, থ্রাস্ট এবং টর্ক সহ) নির্ধারণকে অবশ্যই বিদ্যমান ভূতাত্ত্বিক অবস্থার দ্বারা পরিচালিত হতে হবে। ANSYS-এর মতো সরঞ্জামগুলি যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা বিশ্লেষণের জন্য সিমুলেশন পরিচালনা করার জন্য ব্যবহার করা হয় (বিশেষভাবে সর্বাধিক বিকৃতি এবং স্ট্রেস স্তরের মূল্যায়ন), যখন ডিসক্রিট এলিমেন্ট মেথড (DEM) সিমুলেশনগুলি আঁচিল অপসারণের দক্ষতা বিশ্লেষণ করার জন্য নিযুক্ত করা হয়। উপরন্তু, একটি স্ট্রেন পুনর্গঠন পদ্ধতি-বিপি নিউরাল নেটওয়ার্ক এবং ফিনিট এলিমেন্ট অ্যানালাইসিস (এফইএ) উপর ভিত্তি করে-টিবিএম কাটারহেডের গুরুত্বপূর্ণ স্থানে স্ট্রেন নিরীক্ষণের জন্য প্রয়োগ করা যেতে পারে, যার ফলে গুরুতর অপারেটিং অবস্থার অধীনে স্ট্রেন পর্যবেক্ষণের সাথে সম্পর্কিত চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলা করা যায়।
কাটারহেড ডিজাইনকে অবশ্যই জটিল ভূতাত্ত্বিক পরিবেশকে কার্যকরভাবে মোকাবেলা করতে হবে, যার মধ্যে রয়েছে উচ্চ-কঠোরতা শিলা স্তর, জল-সমৃদ্ধ বালুকাময় স্তর এবং যৌগিক স্থল গঠন। উল্লেখযোগ্যভাবে, কয়লা খনিতে ব্যবহৃত সম্পূর্ণ-মুখী হার্ড রক টিবিএমের জন্য কাটারহেডের নকশা প্রচলিত হার্ড রক টিবিএমের থেকে আলাদা, কারণ তাদের অবশ্যই ভূগর্ভস্থ পরিবহন এবং সমাবেশের প্রয়োজনীয়তার দ্বারা আরোপিত নির্দিষ্ট মাত্রা ও ওজনের সীমাবদ্ধতা মেনে চলতে হবে। ডিজাইনের উদ্ভাবনগুলি প্রায়শই নির্দিষ্ট প্রকল্পের চাহিদা পূরণের জন্য তৈরি করা হয়; উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে "ককেশাস" হার্ড রক টিবিএম-যেমন সিঙ্ক্রোনাস টানেলিং এবং সেগমেন্ট ইরেকশন টেকনোলজি, অ্যাক্টিভ আর্টিকুলেশন সিস্টেম এবং দ্বি-দিকনির্দেশক ঘূর্ণায়মান কাটারহেডগুলির জন্য গৃহীত লক্ষ্যযুক্ত নকশা বৈশিষ্ট্যগুলি।
